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VoiceCloak: A Multi-Dimensional Defense Framework against Unauthorized Diffusion-based Voice Cloning

Created by
  • Haebom

저자

Qianyue Hu, Junyan Wu, Wei Lu, Xiangyang Luo

개요

본 논문은 확산 모델(Diffusion Models, DMs) 기반의 음성 복제(Voice Cloning, VC) 기술의 악의적 오용 위험 증가에 대응하기 위해, VoiceCloak이라는 다차원적 선제적 방어 프레임워크를 제시합니다. VoiceCloak은 DM의 복잡한 생성 메커니즘을 고려하여, 적대적 섭동(adversarial perturbations)을 참조 오디오에 도입함으로써 음성 복제 과정을 방해합니다. 구체적으로, 화자 식별 혼란을 위해 청각적 지각 원리를 기반으로 표상 학습 임베딩을 왜곡하여 화자 식별 변화를 극대화하고, 주의 집중 맥락(attention context)과 같은 조건부 안내 과정을 방해하여 설득력 있는 복제에 필수적인 음성 특징의 정렬을 방지합니다. 또한, 고품질 음성 생성으로부터 역방향 경로를 적극적으로 이탈시키기 위해 점수 크기 증폭(score magnitude amplification)을 도입하고, 잡음 기반 의미 왜곡(noise-guided semantic corruption)을 통해 DM이 포착하는 구조적 음성 의미를 방해하여 출력 품질을 저하시킵니다. 실험 결과, VoiceCloak은 DM 기반의 무단 음성 복제에 대해 뛰어난 방어 성공률을 보였습니다. VoiceCloak의 오디오 샘플은 https://voice-cloak.github.io/VoiceCloak/ 에서 확인 가능합니다.

시사점, 한계점

시사점:
확산 모델 기반 음성 복제의 악용 위험에 대한 효과적인 선제적 방어 기법 제시
화자 식별 혼란 및 음성 품질 저하를 위한 다차원적 접근 방식 제시
청각적 지각 원리 기반의 적대적 섭동 기법 개발
실험을 통해 방어 성공률의 우수성 검증
한계점:
특정 DM 모델에 대한 방어 성능 평가로 일반화 가능성에 대한 추가 연구 필요
실제 공격 시나리오의 다양성을 고려한 추가적인 평가 필요
방어 기법 적용으로 인한 원본 음성 품질 저하에 대한 추가적인 연구 필요
새로운 DM 모델이나 공격 기법 등장에 대한 지속적인 모니터링 및 업데이트 필요
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